(57)【要約】  信号検出装置は、カットオフ周波数を変更可能な帯域制限フィルタと、受信信号から特定周波数の信号の有無を検出する信号検出部と、帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のナイキスト周波数未満として信号検出部に信号を検出させる第１の信号検出と、帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のナイキスト周波数以上として信号検出部に信号を検出させる第２の信号検出と、を実行可能な制御部と、を備える（図１）。
2012014876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カットオフ周波数を変更可能な帯域制限フィルタと、
受信信号から特定周波数の信号の有無を検出する信号検出部と、
前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器のナイキスト周波数未満として前記信号検出部に信号を検出させる第１の信号検出と、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のナイキスト周波数以上として前記信号検出部に信号を検出させる第２の信号検出と、を実行可能な制御部と、
を備えることを特徴とする信号検出装置。
【請求項２】
さらに、受信信号の周波数をダウンコンバート可能なミキサを備え、
前記制御部は、前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出では、信号の検出ができない場合に、前記ミキサのローカル周波数を変更し、前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行う、請求項１の信号検出装置。
【請求項３】
前記Ａ／Ｄ変換器はサンプリング周波数の変更が可能であり、
前記制御部は、信号検出帯域の周波数分解能に対応したサンプリング周波数に変更し、前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行う、請求項１又は２の信号検出装置。
【請求項４】
前記信号検出部は、前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデジタル信号により、前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行う請求項１から３いずれか一に記載の信号検出装置。
【請求項５】
前記信号検出部に代えて、前記帯域制限フィルタの出力に対して離散信号処理を行い前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行う、アナログ領域信号検出部を備える、請求項４の信号検出装置。
【請求項６】
さらに、前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデジタル信号により、前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行うデジタル領域信号検出部を備えると共に、
前記アナログ領域信号検出部が、受信信号の特徴を用いずに前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行い、
前記デジタル領域信号検出部が、受信信号の特徴を用いて前記第１の信号検出を行う、請求項５の信号検出装置。
【請求項７】
さらに、受信信号の帯域を制限する受信用帯域制限フィルタと、
前記受信用帯域制限フィルタの出力する信号をＡ／Ｄ変換する受信用Ａ／Ｄ変換器と、
前記受信用Ａ／Ｄ変換器の出力する信号から、受信データの復調を行なう復調部と、
を備え、
前記制御部は、前記復調部による受信データの復調と、前記信号検出部による特定周波数の信号の有無を検出と、を同時に実行させる請求項１乃至６いずれか一に記載の信号検出装置。
【請求項８】
カットオフ周波数を変更可能な帯域制限フィルタと、
受信信号から特定周波数の信号の有無を検出する信号検出部と、
を備える信号検出装置の制御方法であって、
前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器のナイキスト周波数未満として前記信号検出部に信号を検出させる第１の信号検出工程と、
前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のナイキスト周波数以上として前記信号検出部に信号を検出させる第２の信号検出工程と、
を含むことを特徴とする信号検出装置の制御方法。
【請求項９】
カットオフ周波数を変更可能な帯域制限フィルタと、
受信信号から特定周波数の信号の有無を検出する信号検出部と、
を備える信号検出装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器のナイキスト周波数未満として前記信号検出部に信号を検出させる第１の信号検出処理と、
前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のナイキスト周波数以上として前記信号検出部に信号を検出させる第２の信号検出処理と、
を前記コンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１０】
請求項１から７いずれか一に記載の信号検出装置を含む無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願についての記載］
本発明は、日本国特許出願：特願２０１０−１６７８０２号（２０１０年７月２７日出願）及び特願２０１１−００８４００号（２０１１年１月１９日出願）の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、信号検出装置、その制御方法、プログラム及び無線通信装置に関する。特に、帯域制限フィルタのカットオフ周波数を変更し、広帯域のスペクトラムセンシングを実現する信号検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＩＥＥＥ８０２．２２に代表される通信コグニティブ無線（Ｃｏｎｇｎｉｔｖｅ  Ｒａｄｉｏ）の開発が進められている。通信コグニティブ無線とは、基地局又は移動局において周辺の電波状況を確認し、その状況に応じて無線通信に利用する周波数などのパラメータを切り替え、通信を行うものである。この通信コグニティブ無線に用いられる周波数帯域は、デジタルテレビで使用される周波数帯域と同一の周波数帯域が想定されている。さらに、デジタルテレビで利用される周波数帯域は地域により異なっているため、その地域で使用されていない周波数（空きチャンネル）を調べるためのスペクトラムセンシングと呼ばれる技術が必須となる。【０００３】
スペクトラムセンシングは、受信信号の特徴を利用する方法と利用しない方法の２つの方法に分類できる。受信信号の特徴を利用する方法はファインセンシングと呼ばれ、受信信号の特徴を利用するため検出感度が高く、微小信号の判別に適している。その反面、検出の速度が遅く、未知の信号を検出することはできないという特徴を持つ。【０００４】
一方、受信信号の特徴を利用しない方法はブラインドセンシングと呼ばれ、受信信号の特徴を利用しないため、信号の検出が高速であり、未知の信号も検出することが可能である。しかし、検出感度は低いという特徴を持つ。【０００５】
なお、信号の検出には通常デジタル領域でのＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算が用いられるが、アナログ領域でもフーリエ変換回路が実現可能であることが特許文献１で開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３７２７４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１の全開示内容はその引用をもって本書に繰込み記載する。以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。【０００８】
上述のように、通信コグニティブ無線の実現にはスペクトラムセンシングが必要である。特に、ＩＥＥＥ８０２．２２において求められる信号検出感度は非常に高いことから、最終的なテレビ信号の有無の判断は、ファインセンシングを用いることが望ましい。しかし、デジタルテレビの周波数帯は５０チャネル以上の広帯域に及ぶため、各チャネルに対してファインセンシングを用いると、信号検出に多くの時間を費やすことになる。【０００９】
そこで、最初にブラインドセンシングを用いて、広帯域を高速にセンシングすることで一定感度以下の帯域を選別した後に、ファインセンシングを用いる方法が考えられる。必要な検出感度を満たしつつ、センシング時間を短縮するといった２段階のセンシングを行う方法である。【００１０】
しかし、このような２段階センシングを採用しても、ブラインドセンシングを行う際には、検出対象の周波数帯域を変更することが必要であり、ミキサのＬｏｃａｌ周波数（以下、Ｌｏ周波数とする）の変更を伴うことになる。このＬｏ周波数の切り替えには、局部発振信号を生成するＰＬＬ（Ｐｈａｓｅ  Ｌｏｃｋｅｄ  Ｌｏｏｐ）回路のロック時間が必要となり、そのロックに長い時間を必要とする。したがって、信号検出の際にミキサのＬｏ周波数の切り替え回数が多ければ多いほど、信号検出時間の増加につながる。【００１１】
以上のとおり、従来技術には、解決すべき問題点が存在する。【００１２】
本発明の一側面において、信号検出帯域の切り替えによって発生する検出時間を抑えた信号検出装置、その制御方法、プログラム及び無線通信装置が、望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の視点によれば、カットオフ周波数を変更可能な帯域制限フィルタと、受信信号から特定周波数の信号の有無を検出する信号検出部と、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器のナイキスト周波数未満として前記信号検出部に信号を検出させる第１の信号検出と、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のナイキスト周波数以上として前記信号検出部に信号を検出させる第２の信号検出と、を実行可能な制御部と、を備える信号検出装置が提供される。【００１４】
本発明の第２の視点によれば、カットオフ周波数を変更可能な帯域制限フィルタと、受信信号から特定周波数の信号の有無を検出する信号検出部と、を備える信号検出装置の制御方法であって、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器のナイキスト周波数未満として前記信号検出部に信号を検出させる第１の信号検出工程と、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のナイキスト周波数以上として前記信号検出部に信号を検出させる第２の信号検出工程と、を含む信号検出装置の制御方法が提供される。本方法は、カットオフ周波数を変更可能な帯域制限フィルタと、受信信号から特定周波数の信号の有無を検出する信号検出部と、を備える信号検出装置という、特定の機械に結びつけられている。【００１５】
本発明の第３の視点によれば、カットオフ周波数を変更可能な帯域制限フィルタと、受信信号から特定周波数の信号の有無を検出する信号検出部と、を備える信号検出装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムであって、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器のナイキスト周波数未満として前記信号検出部に信号を検出させる第１の信号検出処理と、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のナイキスト周波数以上として前記信号検出部に信号を検出させる第２の信号検出処理と、を前記コンピュータに実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。【００１６】
本発明の第４の視点によれば、第１の視点における信号検出装置を有する無線通信装置が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の各視点によれば、信号検出帯域の切り替えによって生じる検出時間を抑えた信号検出装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の概要を説明するための図である。
【図２】信号検出における周波数ごとの電力の分布を示す図である。
【図３】信号検出装置の内部構成の一例を示すブロック図である。
【図４】低域通過フィルタ通過後の信号分布の様子の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る信号検出装置全体のブロック図である。
【図６】第１の実施形態における信号検出動作のフローチャートである。
【図７】第１の実施形態における信号分布の一例を示す図である。
【図８】第１の実施形態における信号分布の一例を示す図である。
【図９】高周波帯域から低周波数帯域にセンシングを行う利点を説明するための図である。
【図１０】第２の実施形態に係る信号検出装置全体のブロック図である。
【図１１】第３の実施形態に係る信号検出装置全体のブロック図である。
【図１２】第４の実施形態に係る信号検出装置全体のブロック図である。
【図１３】第５の実施形態に係る信号検出装置全体のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
はじめに、図１を用いて本発明の一実施形態の概要について説明する。以下、この概要に付記した図面参照符号は、専ら理解を助けるための例示であり、図示の態様に限定することを意図するものではない。
【００２０】
上述のように、スペクトラムセンシングにはファインセンシングとブラインドセンシングの２種類が考えられ、これらを組み合わせる事によってより高速なセンシングを実現する。しかし、ブラインドセンシングを用いる場合でも広帯域の検出を行う場合にはミキサのＬｏ周波数を変更しなければならず、このＬｏ周波数の変更はＰＬＬ回路のロックを必要とするため、信号検出に多くの時間がかかってしまう。そこで、帯域制限フィルタのカットオフ周波数の設定を切り替えて信号検出を行うことで、信号検出の高速化を実現する。
【００２１】
最初に、帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換器のナイキスト周波数未満に設定し、信号検出を実行する。その結果、当初のカットオフ周波数未満の帯域には信号が存在しないと判別した場合には帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のナイキスト周波数以上に設定する。この場合には、ナイキスト周波数以上の周波数を持つ信号をＡ／Ｄ変換すると折り返しの信号を伴うが、信号の検出が可能である。
【００２２】
このように、帯域制限フィルタのカットオフ周波数を切り替えることで、ミキサのＬｏ周波数を変更し信号の検出を行う場合と比較して高速に信号の有無が検出可能となる。
【００２３】
次に、スペクトラムセンシング、特にブラインドセンシングについて説明をする。ブランドセンシングにおいて利用される方法には電力検出を利用したものが挙げられる。この方法は、受信した信号の電力を検出することで信号の有無を判別する方法である。例えば、図２のような信号の分布を例に考えると、その信号の有無を判別するため、周波数ごとに異なる電力の分布を調べる。その際に、信号の検出を行える帯域は限られているので、最初に点線で囲まれた帯域の電力を測定し、当初の検出帯域の検出が終われば別の帯域の検出を行うことになる。
【００２４】
ここで、ブラインドセンシング（電力検出）を行う際の信号検出装置の構成としては、図３のようなものが考えられる。図３に示す信号検出装置は、受信信号の周波数をダウンコンバートするミキサと、その受信信号に対する低域通過フィルタと、低域通過フィルタから出力される信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、デジタル信号処理部と、制御部から構成されている。
【００２５】
前述のミキサは、受信信号の周波数をダウンコンバートする機能を有する。その後、低域通過フィルタで高周波の除去が行われる。この際に、低域通過フィルタはアンチエイリアシングフィルタとして動作し、そのカットオフ周波数はＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数の半分、所謂ナイキスト周波数以下に設定されている。このように低域通過フィルタのカットオフ周波数を設定することで、サンプリング時に発生する信号の折り返しを防止している。
【００２６】
図４に低域通過フィルタで処理された信号のスペクトルの一例を示す。図４では、低域通過フィルタのカットオフ周波数はＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数（ｆｓ）の半分、つまりナイキスト周波数（ｆｏ）に設定している。受信信号は低域通過フィルタによるフィルタリングの後、Ａ／Ｄ変換器でデジタル信号に変換される。その後、帯域内の電力を検出する。帯域内の電力を求める方法はいくつか存在するが、そのうちの一つにＦＦＴ演算を用いた方法が挙げられる。
【００２７】
また、スペクトラムセンシングを行うためには、検出する周波数帯域の変更が必要であるから、制御部によってミキサのＬｏ周波数を変更できるようになっている。しかし、Ｌｏ周波数の切り替えは、Ｌｏ信号を生成するＰＬＬ回路のロック時間が必要なことから多くの時間を要する。通常、Ｌｏ周波数の切り替え時間は、低域通過フィルタ２１の帯域幅の切り替えや信号の回路通過に要する時間よりはるかに長い。したがって、広帯域のスペクトラムセンシングを行う際に、ミキサのＬｏ周波数の切り替え回数が多ければ多いほど、信号検出時間の増加につながる。
【００２８】
［第１の実施形態］
続いて、本発明の第１の実施形態について、図５を用いてより詳細に説明する。図５に示す信号検出装置は、ミキサ１０と、帯域制限フィルタ２０と、Ａ／Ｄ変換器３０と、制御部４０と、デジタル信号処理部５０から構成され、デジタル信号処理部５０はデータ処理部５０１、復調部５０２、信号検出部５０３から構成される。
【００２９】
図３に示す信号検出装置と同様に、受信信号はミキサ１０でダウンコンバートされた後、帯域制限フィルタ２０でナイキスト周波数以上がカットされ、Ａ／Ｄ変換器３０でデジタル信号に変換される。デジタル変換された信号はデジタル信号処理部５０の復調部５０２で復調され、データ処理部５０１でデータの処理がされる。また、デジタル信号処理部５０から制御部４０に送られる信号によって、適宜ミキサ１０でダウンコンバートする周波数の変更が可能である。
【００３０】
さらに、帯域制限フィルタ２０の帯域幅も制御部４０により変更可能である。この点が図３に示す信号検出装置とは異なる。つまり、帯域制限フィルタ２０には、帯域幅を変更できるものを採用し、そのカットオフ周波数の可変範囲にＡ／Ｄ変換器３０のナイキスト周波数以上の周波数を含めるものとする。また、帯域制限フィルタ２０はＡ／Ｄ変換器３０のアンチエイリアシングフィルタとして動作するが、受信信号の波形整形等に用いることも可能である。さらに、信号検出部５０３はファインセンシングとブラインドセンシングのいずれか一方、若しくは、両方とも実施可能である。
【００３１】
続いて、第１の実施形態における動作を、図６を用いて説明する。
【００３２】
始めに、スペクトラムセンシングを開始すると、検出したい帯域に合わせてミキサ１０のダウンコンバート周波数を設定する（ステップＳ１）。
【００３３】
続いて、ステップＳ２において、帯域制限フィルタ２０のカットオフ周波数を決定する。その際、帯域制限フィルタ２０のカットオフ周波数はＡ／Ｄ変換器３０のナイキスト周波数と一致するようにする。即ち、Ａ／Ｄ変換器３０のサンプリング周波数は帯域制限フィルタ２０のカットオフ周波数の２倍である。この状態で信号検出を行うと、図３の信号検出装置による信号検出と同様の結果を得ることができる。
【００３４】
そして、検出を行った帯域内に信号が検出されたか否かを判断する（ステップＳ３）。この場合の検出結果が、図４のように帯域内に信号が検出されたものであれば、ステップＳ６に遷移する。しかし、図７に示すように信号が検出できない場合にはステップＳ４に遷移する。
【００３５】
ステップＳ４においては、帯域制限フィルタ２０のカットオフ周波数を２倍に設定する。この状態で、信号検出を行うと、ナイキスト周波数からサンプリング周波数までの信号を折り返して検出することができる（図８参照）。その結果、ミキサ１０のＬｏ周波数を変更することなく広帯域の信号検出を行うことができる。この場合の検出帯域は、２倍になる。
【００３６】
ステップＳ５において、さらに信号の有無を検出する。ここで、信号が検出できていなければステップＳ１により再度ミキサ１０のＬｏ周波数を変更して信号検出を継続する。
【００３７】
ステップＳ６では、その帯域に信号は存在するが、ミキサ１０のＬｏ周波数を変更して別の帯域を調べるか、若しくは、信号検出部５０３の動作を停止し、復調部５０２を動作させてこの帯域を用いて通信を行うかどうかを選択する。この選択は制御部４０において行う。
【００３８】
なお、ミキサ１０のＬｏ周波数の変更は、帯域制限フィルタ２０の持つカットオフ周波数の可変範囲より高い信号の検出を行いたい場合や、カットオフ周波数を下げて雑音を低下させた状態で信号検出を行い、検出感度を上げたい場合などに実施する。
【００３９】
以上説明したように、帯域制限フィルタのカットオフ周波数を２段階で切り替えることにより、Ｌｏ周波数の切り替え回数が減少し、全体として信号検出時間を短縮できる。
【００４０】
なお、本実施形態では帯域制限フィルタ２０の切り替えを２段階で行う場合を説明したが、帯域制限フィルタ２０のカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器３０のサンプリング周波数まで広げても信号を検出しなかった場合には、さらに検出帯域を広げることができる。つまり、帯域制限フィルタ２０のカットオフ周波数をサンプリング周波数以上に設定する。信号の折り返しは、サンプリング周波数以下の帯域でのみ発生するものではなく、理論的には無限の高調波まで発生するものだからである。そのため、帯域制限フィルタのカットオフ周波数の設定次第でどこまでも信号の折り返しによる検出が可能となるが、実際には検出帯域の拡張に起因し、雑音が増加することの影響によりある程度の限界は存在する。
【００４１】
また、本実施形態では、帯域制限フィルタ２０の設定を低域周波数帯から高周波数帯域へと変更してセンシングを行う場合について説明したが、逆に高周波数帯域から低周波数帯域に向けてセンシングを行っても良い。上述のように、帯域制限フィルタ２０のカットオフ周波数は、Ａ／Ｄ変換器３０のサンプリング周波数を越えて設定可能であるので、カットオフ周波数をサンプリング周波数の１．５倍に設定して信号検出を行ったとする。その結果、信号を検出した場合にはサンプリング周波数の１．５倍の帯域のどこかに信号が存在することになる。その後、カットオフ周波数をサンプリング周波数に設定し、再度信号の検出を行った結果、信号が検出できなければサンプリング周波数からサンプリング周波数の１．５倍の帯域に信号が存在することが分かる（図９参照）。このように、予め広い帯域で検出を始め、その帯域に信号がなければ、一回の検出で広い帯域の検出を行ったことになる。さらに、信号が検出できた場合には、高周波帯域から低周波数帯域に向けて信号の検出をすれば、信号の存在する帯域をすばやく特定することができる。これは以下の実施形態全てに共通する。
【００４２】
なお、本実施形態において使用する帯域制限フィルタ２０は、ミキサ１０のＬｏ周波数から離れた帯域を検出する場合を考慮し、複素成分除去の可能な複素帯域制限フィルタとすることが望ましい。ただし、本発明においてはこれに制限されることはなく、また本発明の主たる内容ではないので詳細は省略する。
【００４３】
［第２の実施形態］
続いて、第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１０に本発明の第２の実施形態を示す。図１０において図５と同一構成要素には、同一の符号を表し、その説明を省略する。
【００４４】
第１の実施形態との異なる点は、帯域制限フィルタ２０に低域通過フィルタ２１を用いている点と、信号検出部５０３をＦＦＴ部５０４としている点である。本実施形態におけるデジタル信号処理部５１は、Ａ／Ｄ変換器３０が出力するデジタル信号の復調を行う復調部５０２と、ＦＦＴによる信号の検出を行うＦＦＴ部５０４を備え、状況に応じて動作の切り替えをする。
【００４５】
ここで、ＩＥＥＥ８０２．２２に適したセンシングを行うことを想定すると、デジタルテレビにおけるチャンネルは６〜８ＭＨｚの間隔で周波数が割り振られているので、低域通過フィルタ２１は、この６〜８ＭＨｚの間隔でカットオフ周波数が切り替え可能となっている。
【００４６】
次に、ＦＦＴ部５０４における信号の検出方法について説明する。図１０に用いているＦＦＴ部５０４では、時間−周波数変換を行った信号の電力を求め、その電力の大きさがある値を越えるかどうかで信号の有無を決定する。これは、低域通過フィルタ２１のカットオフ周波数を２倍に設定し、信号の折り返しが発生した場合でも同様である。
【００４７】
ここで、帯域が２倍になったことにより雑音が増加し、信号の電力により信号の有無を検出しているため、検出感度が低下してしまうことが考えられる。しかし、この点に関しては、同じ帯域を連続して検出し、その平均を計算することで信号対雑音比（ＳＮ比）を向上させることが可能である。
【００４８】
また、必要に応じてＡ／Ｄ変換器３０のサンプリング周波数の変更をする。即ち、ＦＦＴ演算により信号の検出をする際に、周波数の分解能とサンプリング周波数は比例する関係にあることから、周波数の分解能をより高くして信号の検出を行う場合にはサンプリング周波数を上げる必要がある。しかし、その場合には検出できる帯域が狭くなるので（時間領域の分解能は下るので）１回のＦＦＴ演算により検出できる帯域が狭くなる。したがって、信号検出の対象となる信号の周波数分解能に応じてサンプリング周波数を変更すれば、ＦＦＴ演算の回数を少なくすることができる。
【００４９】
［第３の実施形態］
続いて、第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１１に本発明の第３の実施形態を示す。図１１において図５と同一構成要素には、同一の符号を表し、その説明を省略する。
【００５０】
信号検出は必ずしもデジタル領域で行う必要はなく、帯域制限フィルタ２０とＡ／Ｄ変換器３０の間で行っても良い。このとき、通常の受信動作を行うときは帯域制限フィルタ２０からＡ／Ｄ変換器３０へ、信号検出を行うときは帯域制限フィルタ２０から信号検出部６０へと経路を切り替える。
【００５１】
Ａ／Ｄ変換器３０の前段で信号検出を行うため、信号検出部６０では離散信号処理系による信号検出が必要である。信号検出部６０の一例としては、特許文献１に示すようなアナログＦＦＴ回路を用いることが考えられる。アナログＦＦＴ回路では、アナログの離散フーリエ変換を行う。このアナログＦＦＴには離散信号処理であるサンプル＆ホールドが含まれるため、信号の折り返しが発生することになる。
【００５２】
なお、アナログＦＦＴ回路の出力と通常の受信ではＡ／Ｄ変換器３０に入力される信号が異なっていることがあるため、Ａ／Ｄ変換器３０は必要に応じてそのサンプリング周波数を変更できるものとし、その制御は制御部４０で行うものとする。
【００５３】
［第４の実施形態］
続いて、第４の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１２に本発明の第４の実施形態を示す。図１２において図５と同一構成要素には、同一の符号を表し、その説明を省略する。
【００５４】
本実施形態では、信号検出をアナログ領域、デジタル領域の両方で行う。そのための信号検出回路として、第１信号検出部６１と第２信号検出部５０５を備える。この場合、高速化に優れたアナログ領域ではブラインドセンシングを、デジタル領域では高感度のファインセンシングを行うことが望ましい。なお、第１信号検出部６１と第２信号検出部５０５と復調部５０２はそれぞれ同時に動作することはないため、第１信号検出部６１が動作する際に復調部５０２及び第２信号検出部５０５を通らない経路が追加されており、これらの切り替えは制御部４０で制御されている。
【００５５】
［第５の実施形態］
次に、第５の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１３に本発明の第５の実施形態を示す。図１３において図５と同一構成要素には、同一の符号を表し、その説明を省略する。
【００５６】
本実施形態では、２つの帯域制限フィルタ２０及び２２を用いる点が他の実施形態とは相違する点である。帯域制限フィルタ２０及び２２の通過帯域は異なっており、相互に影響を及ぼすことはない。帯域制限フィルタ２０を通過する信号は復調部５０２で復調される。帯域制限フィルタ２２を通過する信号は信号検出部５０３で信号の有無の検出に使用される。
【００５７】
このように、２つの帯域制限フィルタを使用すると、信号の復調と信号の検出を同時に行うことが可能となる。即ち、帯域制限フィルタ２２の可変帯域内であればミキサ１０のＬｏ周波数を変更することなく、通信とセンシングを同時に行うことが可能である。さらに、Ａ／Ｄ変換器３１は信号検出のみに用いるので、通信時のサンプリング時に発生する信号の折り返しを考慮する必要はなく、帯域制限フィルタ２２のカットオフ周波数はＡ／Ｄ変換器３１のサンプリング周波数を越えて設定が可能であるので、Ａ／Ｄ変換器３０のサンプリング周波数を低く設定することが可能になる。なお、帯域制限フィルタ２０及び２２の設定、信号検出動作の実行・停止、信号検出の帯域の変更は制御部４０により行なわれる。
【００５８】
最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
【００５９】
［第１の形態］
（上記第１の視点による信号検出装置参照）
【００６０】
［第２の形態］
第１の形態の信号検出装置において、
さらに、受信信号の周波数をダウンコンバート可能なミキサを備え、前記制御部は、前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出では、信号の検出ができない場合に、前記ミキサのローカル周波数を変更し、前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行う信号検出装置。
【００６１】
［第３の形態］
第１又は第２の形態の信号検出装置において、
前記Ａ／Ｄ変換器はサンプリング周波数の変更が可能であり、前記制御部は、信号検出帯域の周波数分解能に対応したサンプリング周波数に変更し、前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行う信号検出装置。
【００６２】
［第４の形態］
第１〜第３いずれか一の形態の信号検出装置において、
前記信号検出部は、前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデジタル信号により、前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行う信号検出装置。
【００６３】
［第５の形態］
第４の形態の信号検出装置において、
前記信号検出部に代えて、前記帯域制限フィルタの出力に対して離散信号処理を行い前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行う、アナログ領域信号検出部を備える信号検出装置。
【００６４】
［第６の形態］
第５の形態の信号検出装置において、
さらに、前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデジタル信号により、前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行うデジタル領域信号検出部を備えると共に、前記アナログ領域信号検出部が、受信信号の特徴を用いずに前記第１の信号検出及び前記第２の信号検出を行い、前記デジタル領域信号検出部が、受信信号の特徴を用いて前記第１の信号検出を行う信号検出装置。
【００６５】
［第７の形態］
第１〜第６いずれか一の形態の信号検出装置において、
さらに、受信信号の帯域を制限する受信用帯域制限フィルタと、前記受信用帯域制限フィルタの出力する信号をＡ／Ｄ変換する受信用Ａ／Ｄ変換器と、前記受信用Ａ／Ｄ変換器の出力する信号から、受信データの復調を行なう復調部と、を備え、前記制御部は、前記復調部による受信データの復調と、前記信号検出部による特定周波数の信号の有無を検出と、を同時に実行させる信号検出装置。
【００６６】
［第８の形態］
第１〜第７いずれか一の形態の信号検出装置において、
前記制御部は、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数以上として前記信号検出部に信号を検出させる第３の信号検出を行い、前記第３の信号検出によって信号を検出した場合には、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数を下げて、信号を検出できない所まで、前記信号検出部での信号検出を繰り返す信号検出装置。
【００６７】
［第９の形態］
第１〜第８いずれか一の形態の信号検出装置において、
前記第１の信号検出及び第２の信号検出は受信信号の電力を用いる信号検出装置。
【００６８】
［第１０の形態］
第９の形態の信号検出装置において、
前記受信信号の電力をＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）演算処理により測定する信号検出装置。
【００６９】
［第１１の形態］
（上記第２の視点による信号検出装置の制御方法参照）
【００７０】
［第１２の形態］
第１１の形態の信号検出装置の制御方法において、
前記信号検出装置は、受信信号の周波数をダウンコンバート可能なミキサを備え、前記第１の信号検出工程及び前記第２の信号検出工程では、信号の検出ができない場合に、前記ミキサのローカル周波数を変更する工程と、再び前記第１の信号検出工程及び前記第２の信号検出工程を行う工程と、を含む信号検出装置の制御方法。
【００７１】
［第１３の形態］
第１１又は第１２の形態の信号検出装置の制御方法において、
前記Ａ／Ｄ変換器はサンプリング周波数の変更が可能であり、信号検出帯域の周波数分解能に対応したサンプリング周波数に前記Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を変更する工程と、再び前記第１の信号検出工程及び前記第２の信号検出工程を行う工程と、を含む信号検出装置の制御方法。
【００７２】
［第１４の形態］
第１３の形態の信号検出装置の制御方法において、
前記信号検出装置は、前記信号検出部に代えて、前記帯域制限フィルタの出力に対して離散信号処理を行い特定周波数の信号の有無を検出するアナログ領域信号検出部と、さらに、前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデジタル信号により、特定周波数の信号の有無を検出するデジタル領域信号検出部と、を備え、前記アナログ領域信号検出部により受信信号の特徴を用いずに前記第１の信号検出工程及び前記第２の信号検出工程を行う工程と、前記デジタル領域信号検出部により受信信号の特徴を用いて前記第１の信号検出工程を行う工程と、を含む信号検出装置の制御方法。
【００７３】
［第１５の形態］
第１１〜第１４いずれか一の形態の信号検出装置の制御方法において、
前記信号検出装置は、さらに、受信信号の帯域を制限する受信用帯域制限フィルタと、前記受信用帯域制限フィルタの出力する信号をＡ／Ｄ変換する受信用Ａ／Ｄ変換器と、前記受信用Ａ／Ｄ変換器の出力する信号から、受信データの復調を行なう復調部と、を備え、前記復調部による受信データの復調と、前記信号検出部による特定周波数の信号の有無を検出と、を同時に実行する工程を含む信号検出装置の制御方法。
【００７４】
［第１６の形態］
第１１〜第１５いずれか一の形態の信号検出装置の制御方法において、
前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数以上として前記信号検出部に信号を検出させる第３の信号検出工程と、前記第３の信号検出工程によって信号を検出した場合には、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数を下げて、信号を検出できない所まで、前記信号検出部での信号検出を繰り返す工程と、を含む信号検出装置の制御方法。
【００７５】
［第１７の形態］
（上記第３の視点によるプログラム参照）
【００７６】
［第１８の形態］
第１７の形態のプログラムにおいて、
前記信号検出装置は、受信信号の周波数をダウンコンバート可能なミキサを備え、前記第１の信号検出処理及び前記第２の信号検出処理では、信号の検出ができない場合に、前記ミキサのローカル周波数を変更する処理と、再び前記第１の信号検出処理及び前記第２の信号検出処理を行う処理と、を実行するプログラム。
【００７７】
［第１９の形態］
第１７又は第１８の形態のプログラムにおいて、
前記Ａ／Ｄ変換器はサンプリング周波数の変更が可能であり、信号検出帯域の周波数分解能に対応したサンプリング周波数に前記Ａ／Ｄ変換器のサンプリング周波数を変更する処理と、再び前記第１の信号検出処理及び前記第２の信号検出処理を行う処理と、を実行するプログラム。
【００７８】
［第２０の形態］
第１７〜第１９いずれか一の形態のプログラムにおいて、
前記信号検出装置は、前記信号検出部に代えて、前記帯域制限フィルタの出力に対して離散信号処理を行い特定周波数の信号の有無を検出するアナログ領域信号検出部と、さらに、前記Ａ／Ｄ変換器が出力するデジタル信号により、特定周波数の信号の有無を検出するデジタル領域信号検出部と、を備え、前記アナログ領域信号検出部により受信信号の特徴を用いずに前記第１の信号検出処理及び前記第２の信号検出処理を行う処理と、前記デジタル領域信号検出部により受信信号の特徴を用いて前記第１の信号検出処理を行う処理と、を実行するプログラム。
【００７９】
［第２１の形態］
第１７〜第２０いずれか一の形態のプログラムにおいて、
信号検出装置は、さらに、受信信号の帯域を制限する受信用帯域制限フィルタと、前記受信用帯域制限フィルタの出力する信号をＡ／Ｄ変換する受信用Ａ／Ｄ変換器と、前記受信用Ａ／Ｄ変換器の出力する信号から、受信データの復調を行なう復調部と、を備え、前記復調部による受信データの復調と、前記信号検出部による特定周波数の信号の有無を検出と、を同時に実行するプログラム。
【００８０】
［第２２の形態］
第１７〜第２１の形態のプログラムにおいて、
前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数をＡ／Ｄ変換器のサンプリング周波数以上として前記信号検出部に信号を検出させる第３の信号検出処理と、前記第３の信号検出処理によって信号を検出した場合には、前記帯域制限フィルタのカットオフ周波数を下げて、信号を検出できない所まで、前記信号検出部での信号検出を繰り返す処理と、を実行するプログラム。
【００８１】
［第２２の形態］
（上記第４の視点による無線通信装置参照）
【００８２】
なお、上記の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。例えば、信号検出の方法はＦＦＴによる電力検出に限定されるものではない。また、帯域制限フィルタについても、低域通過フィルタに制限されるものではなく、低域から高域へセンシングを行う場合には、帯域通過フィルタを用いることで低周波信号を除去し、検出感度を向上させることもできる。
【符号の説明】
【００８３】
１０  ミキサ
２０、２２  帯域制限フィルタ
２１  低域通過フィルタ
３０、３１  Ａ／Ｄ変換器
４０  制御部
５０〜５４  デジタル信号処理部
６０、５０３  信号検出部
６１  第１信号検出部
５０１  データ処理部
５０２  復調部
５０４  ＦＦＴ部
５０５  第２信号検出部
【図１】
2012014876.tif 000003
【図２】
2012014876.tif 000004
【図３】
2012014876.tif 000005
【図４】
2012014876.tif 000006
【図５】
2012014876.tif 000007
【図６】
2012014876.tif 000008
【図７】
2012014876.tif 000009
【図８】
2012014876.tif 000010
【図９】
2012014876.tif 000011
【図１０】
2012014876.tif 000012
【図１１】
2012014876.tif 000013
【図１２】
2012014876.tif 000014
【図１３】
2012014876.tif 000015
【国際調査報告】
2012014876.tif 000016
2012014876.tif 000017